JIA 1月优先上线文章（三）

Journal of Integrative Agriculture

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A study on the genetic diversity of pear (Pyrus L.) germplasm resources based on analyses of the fruit phenotypic traits

梨种质资源果实表型性状遗传多样性分析

ZHANG Ying, CAO Yu-fen, HUO Hong-liang, XU Jia-yu, TIAN Lu-ming, DONG Xing-guang, QI Dan, LIU Chao, WANG Chao

种质资源是遗传育种和解析复杂性状的重要基础，而对遗传多样的研究有利于发掘和创制有育种价值新种质。本研究利用分布频率、变异系数、Shannon-weaver多样性指数、方差分析及聚类分析对“国家果树种质兴城梨、苹果圃”内保存的梨11个种456份梨资源和种间杂交品种114份共570份材料的39个果实表型性状进行多样性和性状差异的分析，通过相关性、主成分以及回归分析对梨种质资源进行综合评价指标筛选。主要结果如下: 梨种质果实28个字符型性状中检测到132种变异类型，多样性丰富；果实形状、萼片姿态、果肉类型、萼片状态、果锈位置、萼洼状态、风味和果实底色的多样性指数较高，分别为1.949、1.908、1.700、1.681、1.658、1.644、1.610和1.592。梨种质果实 11 个数值型性状中可滴定酸含量变异系数最高达128.43%，更能体现梨种质间的差异。梨5个栽培种（白梨、砂梨、秋子梨、新疆梨和西洋梨）种群间表型分化系数Vst（66.4%）高于种群内表型分化系数Vst（33.6%），种群间的变异是梨果实性状主要变异来源。系统聚类分析将包括川梨的 6个栽培种389份资源分为6大类，组内具有一定的特征，组间存在差异，但并未完全按地域聚类，日韩砂梨和原产中国的砂梨聚在一起；白梨多数与砂梨聚在一起，少数与秋子梨聚在一起；秋子梨和西洋梨分别单独聚类；新疆梨和川梨均未单独聚类。采用主成分分析法和逐步回归分析法从39个性状中筛选出17个性状，决定总变异的99.3%，其中描述单果质量和可食率的性状3个（果实横径、果实纵径和果心大小）、形态特征和外观品质性状5个（果面盖色、果锈数量、果点明显程度、果实形状和果梗长度）和内在品质性状9个（果肉颜色、汁液、香气、风味、果肉质地、果肉类型、可溶性固形物含量、可滴定酸含量和内质综合评价），可作为梨种质资源综合评价指标。

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ZHANG Ying, CAO Yu-fen, HUO Hong-liang, XU Jia-yu, TIAN Lu-ming, DONG Xing-guang, QI Dan, LIU Chao, WANG Chao. 2022. A study on the genetic diversity of pear (Pyrus L.) germplasm resources based on analyses of the fruit phenotypic traits. Journal of Integrative Agriculture, in press.

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Fractionation of soil organic carbon in a calcareous soil after long-term tillage and straw residue management

长期耕作和秸秆管理对石灰性土壤有机碳组分的影响

LI Teng-teng, ZHANG Jiang-zhou, ZHANG Hong-yan, Chrisite Peter, ZHANG Jun-ling

免耕和秸秆还田均影响土壤有机碳含量和组分。然而，免耕和秸秆还田对土壤有机碳库变化的影响有待进一步研究。本研究选择华北平原11年长期定位试验，试验主处理为免耕(NT)和常规耕作(CT)，副处理为秸秆不还田(S0)、仅小麦秸秆还田(S1)和小麦玉米秸秆均还田(S2)，揭示耕作和秸秆还田对土壤有机碳数量和质量的影响。分析不同管理模式下土壤有机碳及其不稳定性组分（颗粒有机碳、高锰酸钾氧化性有机碳、微生物量碳和可溶性有机碳）含量，利用荧光光谱结合平行因子分析可溶性有机碳组成，采用13C核磁共振技术分析土壤有机碳化学结构。结果表明，秸秆还田显著增加了0-20 cm土层土壤有机碳含量和储量，但免耕对其仅起到层化作用，即与常规耕作相比，免耕增加了0-10 cm土层有机碳含量和储量，却降低了10-20 cm土层有机碳含量和储量，这种现象在小麦玉米秸秆均还田条件下(S2)条件下更加明显。不稳定性有机碳组分变化趋势与土壤有机碳相似，其中颗粒有机碳和高锰酸钾氧化性有机碳对秸秆还田较为敏感，而前者对耕作更为敏感。可溶性有机碳的六个荧光组分主要包括腐殖质类物质和少量的富里酸类物质和色氨酸。秸秆还田显著降低了荧光指数(FI)和自生源指数(BIX)，但增加了腐殖化指数(HIX)。在小麦玉米均还田条件下(S2)，免耕显著增加了上层HIX和下层BIX及FI。土壤有机碳化学结构表现为氧烷基碳>烷基碳>芳香碳>羧基碳。综上所述，在小麦和玉米秸秆均还田条件下，免耕增加了上层土壤有机碳含量及其不稳定性有机碳组分、可溶性有机碳的腐殖化程度和下层微生物驱动的可溶性有机碳。小麦玉米秸秆均还田是增加耕层土壤有机碳有效管理措施，免耕对上层和下层土壤有机碳层的差异变化可能对碳固持具有长期的影响。

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LI Teng-teng, ZHANG Jiang-zhou, ZHANG Hong-yan, Chrisite Peter, ZHANG Jun-ling. 2022. Fractionation of soil organic carbon in a calcareous soil after long-term tillage and straw residue management. Journal of Integrative Agriculture, in press.

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Identification of tolerance to high density and lodging for short petiolate germplasm M657 and effect of density on yield-related phenotypes of soybean

大豆短叶柄种质M657的耐密、抗倒伏性鉴定及密度对产量相关表型的影响

GAO Hua-wei, YANG Meng-yuan, YAN Long, HU Xian-zhong, HONG Hui-long, ZHANG Xiang, SUN Ru-jian, WANG Hao-rang, WANG Xiao-bo, LIU Li-ke, ZHANG Shu-zhen, QIU Li-juan

高密度种植可以提高大豆产量，但通过改良株高及叶柄性状以选育株型紧凑、抗倒伏性优异的高产品种是提高产量的重要途径。2017-2018年，我们比较了黄淮地区四个地点的短叶柄种质M657与三个对照品种产量相关性状、抗倒伏性和叶柄相关表型间的关系。结果表明，M657对高种植密度和倒伏性表现出极高且稳定的耐受性，尤其在最高密度8×10⁵株ha^-1下表现依然优异。回归分析表明，较短的叶柄长度与抗倒伏性的增加显著相关。产量分析表明，M657在较高密度下获得了较高的产量，尤其在黄淮北片地区。在与地点、密度相关的倒伏性和产量方面，不同品种对株距、行间距的反应存在显著差异。植株的倒伏性与种植密度、株高、叶柄长度和有效分枝数显著正相关，与茎粗、单株粒数、单株粒重呈显著负相关。在当前大豆品种种植密度的基础上，适当增加种植密度有助于黄淮地区大豆的产量提高。本研究为在高密度种植系统中引入适宜高产的紧凑株型性状、建立黄淮地区大豆高产模式提供了极有价值的新种质资源。

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GAO Hua-wei, YANG Meng-yuan, YAN Long, HU Xian-zhong, HONG Hui-long, ZHANG Xiang, SUN Ru-jian, WANG Hao-rang, WANG Xiao-bo, LIU Li-ke, ZHANG Shu-zhen, QIU Li-juan. 2022. Identification of tolerance to high density and lodging for short petiolate germplasm M657 and effect of density on yield-related phenotypes of soybean. Journal of Integrative Agriculture, in press.

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Characterization of transgenic wheat lines expressing maize ABP7 involved in kernel development

表达玉米籽粒发育相关基因 ABP7的转基因小麦鉴定

Zaid CHACHAR, Siffat Ullah KHAN, ZHANG Xue-huan, LENG Peng-fei, ZONG Na, ZHAO Jun

小麦是世界上主要的粮食作物之一。为满足日益增长的人口对小麦的需求的增长，实现小麦等作物的产量最大化，挖掘并阐明增产基因的功能为基因工程育种提供基础显得尤为重要。来自玉米的bHLH转录因子ABP7参与调控籽粒发育，本文通过转基因小麦，研究了ABP7对小麦产量相关性状的影响。分子鉴定结果表明，HB123和HB287转基因系基因组中存在多拷贝ABP7基因插入，并且其具有较高表达量，而转基因系QB205为单拷贝插入同时其表达量与野生型材料无显著差异。田间试验表型分析表明，HB123和HB287转基因系的穗粒数、穗粒重、千粒重、粒长和粒宽等籽粒产量相关性状以及小区产量都得到了提高，而QB205并没有在这些性状上与野生型表现出差异。此外，HB123和HB287转基因系的旗叶中的总叶绿素、叶绿素a和叶绿素b及总可溶性糖的含量相比于野生型材料都显著提高。总之，ABP7能够正向调控转基因小麦的籽粒相关性状并提高小区产量，可用于小麦增产育种。

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Zaid CHACHAR, Siffat Ullah KHAN, ZHANG Xue-huan, LENG Peng-fei, ZONG Na, ZHAO Jun. 2022. Characterization of transgenic wheat lines expressing maize ABP7 involved in kernel development. Journal of Integrative Agriculture, in press.

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Grain yield, nitrogen use efficiency and physiological performance of indica/japonica hybrid rice in response to nitrogen rates

籼/粳杂交水稻产量、氮肥利用效率与生理表现对施氮量的响应

ZHOU Qun, YUAN Rui, ZHANG Wei-yang, GU Jun-fei, LIU Li-jun, ZHANG Hao, WANG Zhi-qin, YANG Jian-chang

利用籼/粳交稻(IJHR)杂种优势是进一步提高水稻产量的有效途径。合理施用氮肥对于充分发挥IJHR杂种优势，实现其巨大产量潜力起重要作用。但是，IJHR产量和氮肥利用率对施氮量的响应及其生理机制仍然不清楚。本研究旨在阐明这一问题。于2018-2019年，选用目前生产上应用的3个水稻品种，即IJHR品种甬优2640、粳稻品种连粳7号和籼稻品种扬稻6号，大田种植，设置6种施氮量（0、100、200、300、400和500 kg hm^-2）处理。结果表明，各供试品种的产量均随着施氮量的增加呈现先增加后降低的趋势，甬优2640产量在施氮量为400 kg hm^-2时最高，为13.4 t hm^-2，连粳7号和扬稻6号产量在施氮量为300 kg hm^-2时最高，分别为9.4 t hm^-2和10.6 t hm^-2。在相同尤其是在较高的施氮量下，甬优2640产量和氮肥利用效率均高于连粳7号和扬稻6号。与连粳7号或扬稻6号相比，甬优2640具有较好的生理性状，如较高的根系氧化力和叶片光合速率，根和叶中较高的细胞分裂素含量，灌浆期茎中同化物较多地向籽粒转运。以上结果说明，无论是在低施氮量还是在高施氮量下，IJHR均能较常规水稻获得较高的产量和氮肥利用效率。IJHR较好的地上部和根系性状是其获得较高产量和氮肥利用效率的重要原因，而IJHR植株中较高的细胞分裂素含量则在响应施氮量中起着至关重要的作用，并有利于其他生理过程。

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ZHOU Qun, YUAN Rui, ZHANG Wei-yang, GU Jun-fei, LIU Li-jun, ZHANG Hao, WANG Zhi-qin, YANG Jian-chang. 2022. Grain yield, nitrogen use efficiency and physiological performance of indica/japonica hybrid rice in response to nitrogen rates. Journal of Integrative Agriculture, in press.

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Agricultural production structure, market conditions and farmers' nutritional intake in rural China

中国农村农业生产结构、市场条件与农民营养摄入

WAN Yue, HU Hao, Wuyang HU

营养扶贫是改善贫困人群营养状况、从根本上提高其健康素质，进而推进精准扶贫的有效措施。本文基于食物获取权理论，利用中国营养与健康调查（China Nutrition and Health Survey，CHNS）数据，实证检验农民生产结构和区域市场条件对农民营养摄入的影响及其机制。结果表明，与专业化生产相比，生产多样化农户的营养摄入量较高。其次，地区市场条件会不同程度影响低收入农户与非低收入农户的营养摄入水平。对于低收入农户，市场条件对农户碳水和脂肪摄入量影响显著，提高收入水平对提升农户的营养摄入水平作用有限。对于非低收入农户，市场条件有效改善农户的膳食结构，提高其营养摄入水平。与低收入农户相比，非低收入农户的收入水平对其营养摄取水平有显著影响。

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WAN Yue, HU Hao, Wuyang HU. 2022. Agricultural production structure, market conditions and farmers' nutritional intake in rural China. Journal of Integrative Agriculture, in press.

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